git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movegen.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #include <cassert>
  21
  22 #include "movegen.h"
  23 #include "position.h"
  24
  25 namespace {
  26
  27   template<CastlingRight Cr, bool Checks, bool Chess960>
  28   ExtMove* generate_castling(const Position& pos, ExtMove* moveList, Color us, const CheckInfo* ci) {
  29
  30     static const bool KingSide = (Cr == WHITE_OO || Cr == BLACK_OO);
  31
  32     if (pos.castling_impeded(Cr) || !pos.can_castle(Cr))
  33         return moveList;
  34
  35     // After castling, the rook and king final positions are the same in Chess960
  36     // as they would be in standard chess.
  37     Square kfrom = pos.king_square(us);
  38     Square rfrom = pos.castling_rook_square(Cr);
  39     Square kto = relative_square(us, KingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
  40     Bitboard enemies = pos.pieces(~us);
  41
  42     assert(!pos.checkers());
  43
  44     const Square K = Chess960 ? kto > kfrom ? DELTA_W : DELTA_E
  45                               : KingSide    ? DELTA_W : DELTA_E;
  46
  47     for (Square s = kto; s != kfrom; s += K)
  48         if (pos.attackers_to(s) & enemies)
  49             return moveList;
  50
  51     // Because we generate only legal castling moves we need to verify that
  52     // when moving the castling rook we do not discover some hidden checker.
  53     // For instance an enemy queen in SQ_A1 when castling rook is in SQ_B1.
  54     if (Chess960 && (attacks_bb<ROOK>(kto, pos.pieces() ^ rfrom) & pos.pieces(~us, ROOK, QUEEN)))
  55         return moveList;
  56
  57     Move m = make<CASTLING>(kfrom, rfrom);
  58
  59     if (Checks && !pos.gives_check(m, *ci))
  60         return moveList;
  61
  62     (moveList++)->move = m;
  63
  64     return moveList;
  65   }
  66
  67
  68   template<GenType Type, Square Delta>
  69   inline ExtMove* make_promotions(ExtMove* moveList, Square to, const CheckInfo* ci) {
  70
  71     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  72         (moveList++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, QUEEN);
  73
  74     if (Type == QUIETS || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  75     {
  76         (moveList++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, ROOK);
  77         (moveList++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, BISHOP);
  78         (moveList++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, KNIGHT);
  79     }
  80
  81     // Knight promotion is the only promotion that can give a direct check
  82     // that's not already included in the queen promotion.
  83     if (Type == QUIET_CHECKS && (StepAttacksBB[W_KNIGHT][to] & ci->ksq))
  84         (moveList++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, KNIGHT);
  85     else
  86         (void)ci; // Silence a warning under MSVC
  87
  88     return moveList;
  89   }
  90
  91
  92   template<Color Us, GenType Type>
  93   ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList,
  94                                Bitboard target, const CheckInfo* ci) {
  95
  96     // Compute our parametrized parameters at compile time, named according to
  97     // the point of view of white side.
  98     const Color    Them     = (Us == WHITE ? BLACK    : WHITE);
  99     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB  : Rank1BB);
 100     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB  : Rank2BB);
 101     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB  : Rank6BB);
 102     const Square   Up       = (Us == WHITE ? DELTA_N  : DELTA_S);
 103     const Square   Right    = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SW);
 104     const Square   Left     = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SE);
 105
 106     Bitboard emptySquares;
 107
 108     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
 109     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
 110
 111     Bitboard enemies = (Type == EVASIONS ? pos.pieces(Them) & target:
 112                         Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them));
 113
 114     // Single and double pawn pushes, no promotions
 115     if (Type != CAPTURES)
 116     {
 117         emptySquares = (Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces());
 118
 119         Bitboard b1 = shift_bb<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
 120         Bitboard b2 = shift_bb<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
 121
 122         if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
 123         {
 124             b1 &= target;
 125             b2 &= target;
 126         }
 127
 128         if (Type == QUIET_CHECKS)
 129         {
 130             b1 &= pos.attacks_from<PAWN>(ci->ksq, Them);
 131             b2 &= pos.attacks_from<PAWN>(ci->ksq, Them);
 132
 133             // Add pawn pushes which give discovered check. This is possible only
 134             // if the pawn is not on the same file as the enemy king, because we
 135             // don't generate captures. Note that a possible discovery check
 136             // promotion has been already generated amongst the captures.
 137             if (pawnsNotOn7 & ci->dcCandidates)
 138             {
 139                 Bitboard dc1 = shift_bb<Up>(pawnsNotOn7 & ci->dcCandidates) & emptySquares & ~file_bb(ci->ksq);
 140                 Bitboard dc2 = shift_bb<Up>(dc1 & TRank3BB) & emptySquares;
 141
 142                 b1 |= dc1;
 143                 b2 |= dc2;
 144             }
 145         }
 146
 147         while (b1)
 148         {
 149             Square to = pop_lsb(&b1);
 150             (moveList++)->move = make_move(to - Up, to);
 151         }
 152
 153         while (b2)
 154         {
 155             Square to = pop_lsb(&b2);
 156             (moveList++)->move = make_move(to - Up - Up, to);
 157         }
 158     }
 159
 160     // Promotions and underpromotions
 161     if (pawnsOn7 && (Type != EVASIONS || (target & TRank8BB)))
 162     {
 163         if (Type == CAPTURES)
 164             emptySquares = ~pos.pieces();
 165
 166         if (Type == EVASIONS)
 167             emptySquares &= target;
 168
 169         Bitboard b1 = shift_bb<Right>(pawnsOn7) & enemies;
 170         Bitboard b2 = shift_bb<Left >(pawnsOn7) & enemies;
 171         Bitboard b3 = shift_bb<Up   >(pawnsOn7) & emptySquares;
 172
 173         while (b1)
 174             moveList = make_promotions<Type, Right>(moveList, pop_lsb(&b1), ci);
 175
 176         while (b2)
 177             moveList = make_promotions<Type, Left >(moveList, pop_lsb(&b2), ci);
 178
 179         while (b3)
 180             moveList = make_promotions<Type, Up   >(moveList, pop_lsb(&b3), ci);
 181     }
 182
 183     // Standard and en-passant captures
 184     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
 185     {
 186         Bitboard b1 = shift_bb<Right>(pawnsNotOn7) & enemies;
 187         Bitboard b2 = shift_bb<Left >(pawnsNotOn7) & enemies;
 188
 189         while (b1)
 190         {
 191             Square to = pop_lsb(&b1);
 192             (moveList++)->move = make_move(to - Right, to);
 193         }
 194
 195         while (b2)
 196         {
 197             Square to = pop_lsb(&b2);
 198             (moveList++)->move = make_move(to - Left, to);
 199         }
 200
 201         if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 202         {
 203             assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 204
 205             // An en passant capture can be an evasion only if the checking piece
 206             // is the double pushed pawn and so is in the target. Otherwise this
 207             // is a discovery check and we are forced to do otherwise.
 208             if (Type == EVASIONS && !(target & (pos.ep_square() - Up)))
 209                 return moveList;
 210
 211             b1 = pawnsNotOn7 & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
 212
 213             assert(b1);
 214
 215             while (b1)
 216                 (moveList++)->move = make<ENPASSANT>(pop_lsb(&b1), pos.ep_square());
 217         }
 218     }
 219
 220     return moveList;
 221   }
 222
 223
 224   template<PieceType Pt, bool Checks> FORCE_INLINE
 225   ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Color us,
 226                           Bitboard target, const CheckInfo* ci) {
 227
 228     assert(Pt != KING && Pt != PAWN);
 229
 230     const Square* pl = pos.list<Pt>(us);
 231
 232     for (Square from = *pl; from != SQ_NONE; from = *++pl)
 233     {
 234         if (Checks)
 235         {
 236             if (    (Pt == BISHOP || Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
 237                 && !(PseudoAttacks[Pt][from] & target & ci->checkSq[Pt]))
 238                 continue;
 239
 240             if (unlikely(ci->dcCandidates) && (ci->dcCandidates & from))
 241                 continue;
 242         }
 243
 244         Bitboard b = pos.attacks_from<Pt>(from) & target;
 245
 246         if (Checks)
 247             b &= ci->checkSq[Pt];
 248
 249         while (b)
 250             (moveList++)->move = make_move(from, pop_lsb(&b));
 251     }
 252
 253     return moveList;
 254   }
 255
 256
 257   template<Color Us, GenType Type> FORCE_INLINE
 258   ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target,
 259                         const CheckInfo* ci = NULL) {
 260
 261     const bool Checks = Type == QUIET_CHECKS;
 262
 263     moveList = generate_pawn_moves<Us, Type>(pos, moveList, target, ci);
 264     moveList = generate_moves<KNIGHT, Checks>(pos, moveList, Us, target, ci);
 265     moveList = generate_moves<BISHOP, Checks>(pos, moveList, Us, target, ci);
 266     moveList = generate_moves<  ROOK, Checks>(pos, moveList, Us, target, ci);
 267     moveList = generate_moves< QUEEN, Checks>(pos, moveList, Us, target, ci);
 268
 269     if (Type != QUIET_CHECKS && Type != EVASIONS)
 270     {
 271         Square ksq = pos.king_square(Us);
 272         Bitboard b = pos.attacks_from<KING>(ksq) & target;
 273         while (b)
 274             (moveList++)->move = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 275     }
 276
 277     if (Type != CAPTURES && Type != EVASIONS && pos.can_castle(Us))
 278     {
 279         if (pos.is_chess960())
 280         {
 281             moveList = generate_castling<MakeCastling<Us,  KING_SIDE>::right, Checks, true>(pos, moveList, Us, ci);
 282             moveList = generate_castling<MakeCastling<Us, QUEEN_SIDE>::right, Checks, true>(pos, moveList, Us, ci);
 283         }
 284         else
 285         {
 286             moveList = generate_castling<MakeCastling<Us,  KING_SIDE>::right, Checks, false>(pos, moveList, Us, ci);
 287             moveList = generate_castling<MakeCastling<Us, QUEEN_SIDE>::right, Checks, false>(pos, moveList, Us, ci);
 288         }
 289     }
 290
 291     return moveList;
 292   }
 293
 294 } // namespace
 295
 296
 297 /// generate<CAPTURES> generates all pseudo-legal captures and queen
 298 /// promotions. Returns a pointer to the end of the move list.
 299 ///
 300 /// generate<QUIETS> generates all pseudo-legal non-captures and
 301 /// underpromotions. Returns a pointer to the end of the move list.
 302 ///
 303 /// generate<NON_EVASIONS> generates all pseudo-legal captures and
 304 /// non-captures. Returns a pointer to the end of the move list.
 305
 306 template<GenType Type>
 307 ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 308
 309   assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS);
 310   assert(!pos.checkers());
 311
 312   Color us = pos.side_to_move();
 313
 314   Bitboard target =  Type == CAPTURES     ?  pos.pieces(~us)
 315                    : Type == QUIETS       ? ~pos.pieces()
 316                    : Type == NON_EVASIONS ? ~pos.pieces(us) : 0;
 317
 318   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, moveList, target)
 319                      : generate_all<BLACK, Type>(pos, moveList, target);
 320 }
 321
 322 // Explicit template instantiations
 323 template ExtMove* generate<CAPTURES>(const Position&, ExtMove*);
 324 template ExtMove* generate<QUIETS>(const Position&, ExtMove*);
 325 template ExtMove* generate<NON_EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 326
 327
 328 /// generate<QUIET_CHECKS> generates all pseudo-legal non-captures and knight
 329 /// underpromotions that give check. Returns a pointer to the end of the move list.
 330 template<>
 331 ExtMove* generate<QUIET_CHECKS>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 332
 333   assert(!pos.checkers());
 334
 335   Color us = pos.side_to_move();
 336   CheckInfo ci(pos);
 337   Bitboard dc = ci.dcCandidates;
 338
 339   while (dc)
 340   {
 341      Square from = pop_lsb(&dc);
 342      PieceType pt = type_of(pos.piece_on(from));
 343
 344      if (pt == PAWN)
 345          continue; // Will be generated together with direct checks
 346
 347      Bitboard b = pos.attacks_from(Piece(pt), from) & ~pos.pieces();
 348
 349      if (pt == KING)
 350          b &= ~PseudoAttacks[QUEEN][ci.ksq];
 351
 352      while (b)
 353          (moveList++)->move = make_move(from, pop_lsb(&b));
 354   }
 355
 356   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, QUIET_CHECKS>(pos, moveList, ~pos.pieces(), &ci)
 357                      : generate_all<BLACK, QUIET_CHECKS>(pos, moveList, ~pos.pieces(), &ci);
 358 }
 359
 360
 361 /// generate<EVASIONS> generates all pseudo-legal check evasions when the side
 362 /// to move is in check. Returns a pointer to the end of the move list.
 363 template<>
 364 ExtMove* generate<EVASIONS>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 365
 366   assert(pos.checkers());
 367
 368   Color us = pos.side_to_move();
 369   Square ksq = pos.king_square(us);
 370   Bitboard sliderAttacks = 0;
 371   Bitboard sliders = pos.checkers() & ~pos.pieces(KNIGHT, PAWN);
 372
 373   // Find all the squares attacked by slider checkers. We will remove them from
 374   // the king evasions in order to skip known illegal moves, which avoids any
 375   // useless legality checks later on.
 376   while (sliders)
 377   {
 378       Square checksq = pop_lsb(&sliders);
 379       sliderAttacks |= LineBB[checksq][ksq] ^ checksq;
 380   }
 381
 382   // Generate evasions for king, capture and non capture moves
 383   Bitboard b = pos.attacks_from<KING>(ksq) & ~pos.pieces(us) & ~sliderAttacks;
 384   while (b)
 385       (moveList++)->move = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 386
 387   if (more_than_one(pos.checkers()))
 388       return moveList; // Double check, only a king move can save the day
 389
 390   // Generate blocking evasions or captures of the checking piece
 391   Square checksq = lsb(pos.checkers());
 392   Bitboard target = between_bb(checksq, ksq) | checksq;
 393
 394   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, EVASIONS>(pos, moveList, target)
 395                      : generate_all<BLACK, EVASIONS>(pos, moveList, target);
 396 }
 397
 398
 399 /// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 400
 401 template<>
 402 ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 403
 404   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 405   Square ksq = pos.king_square(pos.side_to_move());
 406   ExtMove* cur = moveList;
 407
 408   moveList = pos.checkers() ? generate<EVASIONS    >(pos, moveList)
 409                             : generate<NON_EVASIONS>(pos, moveList);
 410   while (cur != moveList)
 411       if (   (pinned || from_sq(cur->move) == ksq || type_of(cur->move) == ENPASSANT)
 412           && !pos.legal(cur->move, pinned))
 413           cur->move = (--moveList)->move;
 414       else
 415           ++cur;
 416
 417   return moveList;
 418 }